Как улучшить производство эфира целлюлозы?

Кима Кемикал Ко., Лтд. хотелось бы представить усовершенствование процесса и оборудования для производства эфира целлюлозы за последние десять лет, а также анализировать различные характеристики смесителя и сошника в процессе производства эфира целлюлозы. С бурным развитием промышленности эфира целлюлозы производственная мощность одного комплекта оборудования переходит от сотен тонн до нескольких тысяч тонн. Это неизбежная тенденция замены старого оборудования новым.

Ключевые слова: эфир целлюлозы; производственное оборудование; тестомес; сошниковый реактор

Оглядываясь назад на последние десять лет китайской индустрии эфира целлюлозы, можно сказать, что это славное десятилетие для развития промышленности эфира целлюлозы. Производственная мощность эфира целлюлозы достигла более 250 000 тонн. В 2007 году выпуск КМЦ составил 122 000 тонн, а выпуск неионного эфира целлюлозы – 62 000 тонн. 10 000 тонн эфира целлюлозы (в 1999 году Китай'Общий объем производства эфира целлюлозы составил всего 25 660 тонн), что составляет более четверти мирового производства.'выход; ряд предприятий мощностью 10000 тонн успешно вошли в ряды предприятий мощностью 10 000 тонн; Разнообразие продукции значительно увеличилось, качество продукции постоянно улучшалось; за всем этим стоит дальнейшее совершенствование технологии процесса и дальнейшее совершенствование уровня производственного оборудования. По сравнению с зарубежным продвинутым уровнем разрыв значительно сократился.

В этой статье представлены новейшие разработки отечественного процесса производства эфира целлюлозы и усовершенствование оборудования за последние годы, а также представлена ​​работа, проделанная Чжэцзянским научно-исследовательским институтом химической промышленности по исследованию и разработке оборудования для производства эфира целлюлозы, основанного на теории и мышлении «зеленой» химической промышленности. Научно-исследовательские работы по реактору этерификации подщелачивания эфира целлюлозы.

1. Технология производства и оборудование отечественного эфира целлюлозы КМЦ в 1990-е годы.

С тех пор, как Шанхайская целлулоидная фабрика разработала процесс с водной средой в 1958 году, для производства КМЦ использовались маломощные растворители с одним оборудованием и другие производственные процессы. Внутри страны месильные машины в основном используются для реакций этерификации. В 1990-е годы годовая производственная мощность одного завода по производству КМЦ большинства производителей составляла 200-500 тонн, а основные модели реакции этерификации - 1,5 млн тонн.³ и 3м³ тестомесы. Однако когда в качестве реакционного оборудования используется месильная машина, из-за низкой скорости месильного рычага, длительного времени реакции этерификации, высокой доли побочных реакций, низкой степени использования этерифицирующего агента и плохой однородности распределение заместителей в реакции этерификации, основные условия реакции. Например, плохо контролируется соотношение ванны, концентрация щелочи и скорость месильного рычага, поэтому трудно реализовать приблизительную однородность реакции этерификации, и еще труднее провести массоперенос. и исследование проникновения реакции глубокой этерификации. Таким образом, месильная машина имеет определенные ограничения как реакционное оборудование КМЦ и является узким местом в развитии промышленности эфира целлюлозы. Неадекватность основных моделей реакции этерификации в 1990-х годах можно резюмировать тремя словами: малая (малая производительность одного устройства), низкая (низкая степень использования агента этерификации), плохая (реакция этерификации заменяет Равномерность распределения оснований беден). Ввиду дефектов конструкции месильной машины необходимо разработать реакционное оборудование, которое сможет ускорить реакцию этерификации материала, а распределение заместителей в реакции этерификации будет более равномерным, чтобы коэффициент использования этерифицирующего агента выше. В конце 1990-х годов многие отечественные предприятия по производству эфира целлюлозы надеялись, что Чжэцзянский научно-исследовательский институт химической промышленности проведет исследование и разработает производственное оборудование, остро необходимое для промышленности эфира целлюлозы. Чжэцзянский научно-исследовательский институт химической промышленности начал участвовать в исследованиях процесса и оборудования для смешивания порошков в 1970-х годах, сформировал сильную команду исследований и разработок и добился обнадеживающих результатов. Многие технологии и оборудование были отмечены премией Министерства химической промышленности и Чжэцзянской премии за прогресс в области науки и технологий. В 1980-х годах мы сотрудничали с Тяньцзиньским научно-исследовательским институтом пожарной безопасности Министерства общественной безопасности для разработки специального оборудования для производства сухого пороха, которое получило третью премию Премии Министерства общественной безопасности за прогресс в области науки и техники; В 1990-х годах мы исследовали и разработали технологию и оборудование для смешивания твердой и жидкой фаз. Зная о перспективах дальнейшего развития промышленности эфира целлюлозы, исследователи Чжэцзянского научно-исследовательского института химической промышленности начали исследования и разработку специального оборудования для производства эфира целлюлозы.

2. Процесс разработки специального реактора для эфира целлюлозы.

2.1 Особенности смесителя сошников

Принцип работы сошникового смесителя заключается в том, что под действием лемеховой мешалки порошок в машине турбулентно движется вдоль стенки цилиндра в окружном и радиальном направлениях с одной стороны, а порошок выбрасывается по двум сторонам. с другой стороны, лемеха. Траектории движения перекрещиваются и сталкиваются друг с другом, образуя турбулентный вихрь и формируя полный спектр движения трехмерного пространства. Из-за относительно плохой текучести волокнистого реакционного сырья другие модели не могут обеспечивать окружные, радиальные и осевые движения целлюлозы в цилиндре. Благодаря исследованиям процесса производства КМЦ и оборудования для промышленности эфира целлюлозы в стране и за рубежом, в полной мере используя результаты 30-летних исследований, сошниковый смеситель, разработанный в 1980-х годах, изначально был выбран в качестве базовой модели для разработки целлюлозы. оборудование для реакции эфира.

2.2 Процесс разработки сошникового реактора

Благодаря испытанию небольшой экспериментальной машины она действительно добилась лучшего эффекта, чем месильная машина. Однако, когда они непосредственно используются в промышленности эфира целлюлозы, все еще остаются следующие проблемы: 1) В реакции этерификации текучесть волокнистого реакционного сырья относительно низкая, поэтому структура его сошника и летающего ножа не достаточный. Заставляют целлюлозу двигаться в окружном, радиальном и осевом направлениях цилиндра, поэтому смешивание реагентов оказывается недостаточным, что приводит к низкому использованию реагентов и относительно небольшому количеству продуктов. 2) Из-за плохой жесткости главного вала, поддерживаемого ребрами, после работы легко вызвать эксцентриситет и проблему утечки через уплотнение вала; следовательно, наружный воздух легко проникает в цилиндр через уплотнение вала и влияет на работу вакуума в цилиндре, что приводит к образованию порошка в цилиндре. Побег. 3) Их выпускные клапаны представляют собой заслонки или тарельчатые клапаны. Первый легко вдыхает наружный воздух из-за плохой герметизации, а второй легко удерживает материалы и приводит к потере реагентов. Поэтому эти проблемы необходимо решать одну за другой.

Исследователи неоднократно улучшали конструкцию сошникового реактора, предоставляли его нескольким предприятиям по производству эфира целлюлозы для опытного использования и постепенно совершенствовали конструкцию согласно отзывам. За счет изменения конструктивной формы сошников и шахматного расположения двух соседних сошников с обеих сторон главного вала, реагенты под действием сошников не только завихряются в окружном и радиальном направлениях вдоль внутренней стенки цилиндра, но Также распыляйте в нормальном направлении с обеих сторон сошника, чтобы реагенты были полностью смешаны, а реакции подщелачивания и этерификации, завершающиеся в процессе смешивания, были тщательными, коэффициент использования реагентов был высоким, скорость реакции быстра и потребление энергии низкое. Кроме того, уплотнения вала и гнезда подшипников на обоих концах цилиндра прикреплены к торцевой пластине кронштейна через фланец, чтобы повысить жесткость главного вала и обеспечить стабильность работы. В то же время можно обеспечить уплотняющий эффект уплотнения вала, поскольку главный вал не сгибается и не деформируется, а порошок в цилиндре не выходит. Изменив конструкцию выпускного клапана и увеличив диаметр выпускного бака, он может не только эффективно предотвратить удержание материалов в выпускном клапане, но также предотвратить потерю порошка материала во время выхлопа, тем самым эффективно уменьшая потерю реакции. продукты. Конструкция нового реактора разумна. Он может не только обеспечить стабильную и надежную среду подготовки эфира целлюлозы CMC, но также эффективно предотвратить утечку порошка в цилиндре за счет улучшения воздухонепроницаемости уплотнения вала и выпускного клапана. Экологичность, реализация дизайнерской идеи экологически чистой химической промышленности.

2.3 Разработка сошникового реактора

Из-за дефектов маленьких, низких и плохих месильных машин реактор сошника поступил на многие отечественные заводы по производству CMC, а продукция включает шесть моделей длиной 4 м.³, 6м³, 8м³, 10м³, 15м³, и 26м³. В 2007 году реактор сошника получил национальный патент на полезную модель (номер публикации патента: CN200957344). После 2007 года был разработан специальный реактор для линии по производству неионного эфира целлюлозы (например, MC/HPMC). В настоящее время отечественное производство КМЦ в основном использует метод растворителя.

Согласно текущим отзывам производителей эфира целлюлозы, использование сошниковых реакторов может снизить использование растворителя на 20–30%, а с увеличением производственного оборудования существует потенциал для дальнейшего сокращения использования растворителя. Так как сошник-реактор может достигать 15-26м³, однородность распределения заместителей в реакции этерификации намного лучше, чем в месильной машине.

3. Прочее оборудование для производства эфира целлюлозы.

В последние годы при разработке реакторов подщелачивания и этерификации эфира целлюлозы разрабатываются и другие альтернативные модели.

Воздухоподъемник (номер публикации патента: CN200955897). В процессе производства CMC методом растворителя гребешковая вакуумная сушилка в прошлом в основном использовалась в процессе регенерации и сушки растворителя, но гребешковая вакуумная сушилка может работать только с перерывами, в то время как эрлифт может работать непрерывно. Воздухоподъемник измельчает материал CMC за счет быстрого вращения сошников и летающих ножей в цилиндре, чтобы увеличить поверхность теплопередачи, и распыляет пар в цилиндр, чтобы полностью улетучить этанол из материала CMC и облегчить восстановление, тем самым снижая себестоимость производства. CMC и экономит ресурсы этанола, а также одновременно завершает процесс сушки эфира целлюлозы. Продукт имеет две модели по 6,2 м.³и 8м³.

Гранулятор (номер публикации патента: CN200957347). В процессе производства эфира целлюлозы методом растворителя в прошлом в основном использовался двухшнековый экструзионный гранулятор для гранулирования натрийкарбоксиметилцеллюлозного материала после реакции этерификации, промывки и сушки. Гранулятор эфира целлюлозы типа ZLH может не только непрерывно гранулировать, как и существующий двухшнековый экструзионный гранулятор, но также может непрерывно удалять материалы, подавая воздух в цилиндр и охлаждающую воду в рубашку. Реагируйте на отходящее тепло, тем самым улучшая качество грануляции и экономя электроэнергию, а также увеличивая производительность продукта за счет увеличения скорости шпинделя и регулируя высоту уровня материала в соответствии с требованиями процесса. Продукт имеет две модели по 3,2 м.³и 4м³.

Смеситель воздушного потока (номер публикации патента: CN200939372). Смеситель воздушного потока типа MQH подает сжатый воздух в камеру смешивания через сопло на смесительной головке, и материал мгновенно поднимается по спирали вдоль стенки цилиндра вместе со сжатым воздухом, образуя псевдоожиженное состояние смешивания. После нескольких импульсных продувок и пауз можно добиться быстрого и равномерного перемешивания материалов в полном объеме. Различия между разными партиями продукции сводятся воедино путем смешивания. В настоящее время существует пять видов продукции: 15м.³, 30м³, 50м³, 80м³, и 100м³.

Хотя разрыв между оборудованием для производства эфира целлюлозы в моей стране и передовым зарубежным оборудованием еще больше сокращается, все еще необходимо дальнейшее улучшение уровня процесса и внесение дальнейших улучшений для решения проблем, которые несовместимы с нынешним производственным оборудованием.

4. Перспективы

Промышленность эфира целлюлозы в моей стране активно разрабатывает и производит новое оборудование, а также объединяет характеристики оборудования для постоянного улучшения процесса. Производители и производители оборудования начали совместно разрабатывать и применять новое оборудование. Все это отражает прогресс промышленности эфира целлюлозы в моей стране. , эта связь окажет важное влияние на развитие отрасли. В последние годы промышленность эфира целлюлозы в моей стране, основанная на технологии с китайской спецификой, либо впитала передовой международный опыт, внедрила зарубежные устройства, либо в полной мере использовала отечественное оборудование для завершения преобразования оригинальной «грязной, неряшливой, бедной» продукции. и трудоемкое цеховое производство. Переход к механизации и автоматизации для достижения большого скачка в производственных мощностях, качестве и эффективности в промышленности эфира целлюлозы стал общей целью производителей эфира целлюлозы в моей стране.